Lò phản ứng siêu dẫn Tokamak của Trung Quốc xác lập kỷ lục mới. Vừa qua Trung Quốc đã cho bắt đầu chạy thử dự án lò phản ứng siêu dẫn Tokamak được đặt tên là “EAST”. Nguyên lý hoạt động dựa trên cấu tạo phần lõi của Mặt trời. Phát mình này sẽ là hi vọng tìm kiếm nguồn năng lượng vô hạn mới của giới khoa học. Cỗ máy này sử dụng thiết kế bánh vòng kiểu tokamak, theo nguyên mẫu của các nhà vật lý Liên Xô đề xuất vào những thập niên 1950. Công suất lò phản ứng này có thể đạt tới nhiệt độ hoạt động cao gấp 10 lần nhiệt độ của Mặt trời thật.
Table of Contents
Lò phản ứng siêu dẫn Tokamak có tên “EAST”
Với việc duy trì nhiệt độ 120 triệu độ C trong hơn 100 giây. Các nhà khoa học Trung Quốc đang đến gần hơn với việc tạo ra “Mặt Trời nhân tạo”. Lò phản ứng siêu dẫn Tokamak của Trung Quốc (EAST). Là một trong số những thiết bị nghiên cứu phản ứng tổng hợp hạt nhân đầy hứa hẹn của thế giới. Và chúng đạt được một số bước tiến ấn tượng trong vài năm qua. Các nhà khoa học Trung Quốc đã đạt được kỷ lục thế giới mới. Khi duy trì nhiệt độ của plasma ở 120 triệu độ C trong 101 giây ở lần thử nghiệm mới nhất. Tiến gần hơn đến mục tiêu họ theo đuổi bấy lâu nay là sở hữu nguồn năng lượng sạch và vô hạn.
Ý tưởng đằng sau nghiên cứu phản ứng tổng hợp hạt nhân. Là tái hiện cách Mặt Trời tạo ra lượng năng lượng khổng lồ. Quá trình gồm một lượng nhiệt lớn và áp suất kết hợp tạo thành plasma. Trong đó các hạt nguyên tử hợp nhất với vận tốc siêu nhanh. Các nhà khoa học đang tìm cách kích hoạt và nghiên cứu những phản ứng này trên Trái Đất. Với một loạt các thiết bị thí nghiệm, nhưng những chuyên gia nhận định rằng EAST. Được đặt tại Viện Khoa học Vật lý Hefei của Học viện Khoa học Trung Quốc, là cách tiếp cận hứa hẹn nhất.
EAST gần tới việc tạo ra “Mặt Trời nhân tạo”
EAST là một thiết bị kim loại hình xuyến gồm các cuộn dây từ tính. Được thiết kế để duy trì những dòng plasma hydro siêu nóng đủ lâu để các phản ứng trên xảy ra. Vào năm 2016, các nhà khoa học tại EAST đã làm nóng plasma hydro đến khoảng 50 triệu độ C. Và duy trì trong 102 giây. Sau đó vào năm 2018, họ đã đạt được mốc 100 triệu độ C. Nóng hơn lõi của Mặt Trời 6 lần, và duy trì được 10 giây.
Theo Xinhua, lần thử nghiệm mới nhất đánh dấu một bước tiến lớn. Đạt được kỷ lục mới khi làm nóng plasma đến 120 triệu độ C và duy trì 101 giây. Ở các thí nghiệm riêng biệt, “Mặt Trời nhân tạo” này có độ nóng plasma đến 160 triệu độ C trong 20 giây. Mục tiêu của EAST là duy trì plasma ở 100 triệu độ C trong hơn 1.000 giây (khoảng 17 phút).
Những thí nghiệm này không được thiết kế nhằm tạo ra điện tiêu thụ thông thường. Mà để cải tiến lĩnh vực vật lý tổng hợp cho những thiết bị thế hệ sau như ITER. Lò phản ứng tổng hợp hạt nhân lớn nhất thế giới dự kiến hoàn thành vào năm 2025. Tương tự EAST, các thí nghiệm trên lò phản ứng KSTAR của Hàn Quốc đã lập kỷ lục thế giới vào năm ngoái. Duy trì plasma ở hơn 100 triệu độ C trong 20 giây. Ngoài ra quốc gia này cũng thông báo về việc phát triển ITER. Và dự kiến sẽ chính thức hoạt động vào năm 2035.
Khó khăn trong việc nghiên cứu
Kể từ khi hoạt động năm 2006, “mặt trời nhân tạo” EAST do Trung Quốc thiết kế và phát triển. Đã là một nền tảng thử nghiệm mở cho các nhà khoa học Trung Quốc. Và quốc tế tiến hành các thí nghiệm liên quan đến nhiệt hạch. Mục tiêu của Trung Quốc là tạo ra bản thử nghiệm của lò phản ứng nhiệt hạch hoàn chỉnh vào năm sau. Đưa ra bản thiết kế công nghiệp vào năm 2035 và bắt đầu khai thác thương mại từ năm 2050.
Đến nay, các dự án phản ứng nhiệt hạch vẫn chỉ ở mức thử nghiệm. Lý do rất đơn giản để tạo được một lượng năng lượng nhất định từ lò phản ứng nhiệt hạch. Con người đang phải tiêu tốn nhiều hơn số đó để tạo môi trường và các chất hóa học phù hợp. Để có được tritium, người ta có thể phải thực hiện một phản ứng phụ sau quá trình hợp hạch. Hay khai thác từ nước chứa nhiều deuterium. Tuy nhiên các hình thức này đều rất tốn kém.
